Новое научное исследование, проведенное в засушливом регионе Синьцзян на северо-западе Китая, проливает свет на сложную проблему выбросов закиси азота (N2O) из почвы. Этот парниковый газ, также известный как «веселящий газ», удерживает тепло в атмосфере значительно эффективнее углекислого газа, и понимание источников его выделения имеет решающее значение для климатической науки. Ученые впервые детально изучили почвы вдоль высотного градиента в горах Тянь-Шаня, чтобы понять, как климат и деятельность человека влияют на этот процесс в засушливых экосистемах, занимающих почти 40% суши планеты.
В ходе масштабной полевой работы команда исследователей проанализировала образцы почв на высоте до 2500 метров, охватив различные типы ландшафтов: леса, луга, сельскохозяйственные угодья и пустоши. Комплексный подход, включавший мониторинг газовых потоков и анализ микробных сообществ, позволил выявить ключевые факторы, контролирующие выбросы N2O.
Одним из самых тревожных выводов стало то, что обработанные сельскохозяйственные земли вносят непропорционально большой вклад в выбросы закиси азота. Использование удобрений и активное орошение создают идеальные условия для микроорганизмов, производящих этот газ. В результате выбросы с полей оказались в несколько раз выше, чем из естественных экосистем, превращая сельское хозяйство в доминирующий источник N2O в исследуемом регионе.
Природные ландшафты продемонстрировали иные, но не менее важные закономерности. На высокогорных лугах, где температура ниже, но влажность почвы выше, активность микробов-денитрификаторов, ответственных за производство закиси азота, парадоксальным образом возрастала. Это приводило к увеличению выбросов с набором высоты. Лесные же почвы показали обратную тенденцию: максимальные выбросы наблюдались на более низких, теплых участках, а с похолоданием на вершинах гор активность микробов снижалась.
Результаты исследования имеют глобальное значение. Поскольку изменение климата меняет температурные режимы и характер осадков по всему миру, аналогичные экосистемы могут существенно изменить свой вклад в парниковый эффект. Особенно важным становится тот факт, что потепление и повышение влажности могут усилить выбросы закиси азота с природных лугов, создавая опасную петлю обратной связи, ускоряющую глобальное потепление.
Ученые подчеркивают, что основной рычаг для смягчения последствий находится в сфере аграрного менеджмента. Устойчивые методы ведения сельского хозяйства, включая оптимизацию режимов полива и норм внесения удобрений, могут стать реальным инструментом для сокращения выбросов этого мощного парникового газа. Исследование служит убедительным призывом уделять больше внимания засушливым регионам, которые ранее часто недооценивались в глобальных климатических моделях, и интегрировать знания о почвенных процессах в стратегии по борьбе с изменением климата.